Фосфатный режим черноземов выщелоченных Приобья при разных способах внесения удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ПРИОБЬЯ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Л.П. Галеева

Установлено, что чернозёмы выщелоченные северной лесостепи Приобья имеют низкое содержание фосфора в легкодоступной форме (I). Удобрения при всех способах внесения не компенсировали вынос этой формы фосфора пшеницей, а его содержание в пахотном слое уменьшалось в ряду: рядковый - локальный - разбросной. Содержание подвижного фосфора (ф) в чернозёмах выщелоченных - высокое, имеет слабую связь с легкодоступным фосфором (I) и не отражает реальной потребности растений в фосфоре. Ежегодное внесение удобрений в дозе N2 в рядки при посеве с семенами устойчиво поддерживало количество минеральных фосфатов в пахотном и увеличивало его в подпахотном слое почвы за счёт фосфатов активных фракций и обеспечивало урожайность яровой пшеницы 25-28 ц/га при минимальных материальных затратах на её получение.

Установлено, что долевое участие фосфора в прибавке урожая от полного удобрения в зависимости от почвенно-климатических зон составляет 15-61 % [1]. Высокая стоимость фосфорных удобрений при низком коэффициенте усвоения из них фосфора определяет необходимость поиска приёмов его эффективного использования из удобрений. Особого внимания заслуживает совершенствование и модернизация рядкового внесения удобрений одновременно с посевом комбинированными сеялками. Уменьшение контакта фосфорных удобрений с почвой способствует длительному сохранению фосфора в доступной для растений форме, повышает на 5-10 % коэффициент его использования и снижает на 10-30 % дозы удобрений [2, 3].Фосфатный режим почв, особенно Западной Сибири, провинциален и определяется минералогическим составом почвообразующих пород, проявлением осолонцевания и осолодения, величиной и качественным составом поглощённых оснований, реакцией среды, гранулометрическим составом почв, содержанием гумуса, его качественным составом и т. д. [4-8].

Цель данного исследования - изучить изменение фосфатного режима чернозёма выщелоченного в зерновом агроценозе при разных способах внесения удобрений.

Объекты и методы исследований

Влияние способов внесения минеральных удобрений на фосфатный режим чернозёма выщелоченного в зерновом агроценозе изучали в полевом опыте на учебно-опытном поле НГАУ учхоза «Тулинское» Новосибирской области. Способы внесения удобрений - разбросной (под весеннюю культивацию), рядковый (в рядки при посеве с семенами на глубину 5-6 см) и локальный (сеялкой СН-16 на глубину 10-12 см). Удобрения в 2006-2007 гг. вносили в виде азофоски (16 % д. в.- 1:1:1) в дозе ^₃Р₄₃К₄₃, в 2008 г.- аммонизированного двойного суперфосфата ^ - 18, Р₂О₅-38 %) в дозе Р₄₀, что в среднем за год составило ₅Р₄₂К₃₀. Количество вариантов - 4, повторность - четырехкратная, площадь делянки 75 м² (5 х 15), расположение делянок - ярусное.

Почва опытного участка - чернозём выщелоченный среднемощный среднегумусный среднесуглинистый иловато-крупнопылеватый, более 50 лет используется в пашне и имеет следующие агрохимические показатели: содержание гумуса - 5,70 %, рН - 7,17, N - 0,27 %, Р - 0,19 %, нитратного азота - 13,3 мг/кг, легкодоступного и подвижного фосфора - 0,38 и 109,8, обменного калия - 153,4 мг/кг. Сумма обменных оснований - 38,8 мг-экв/100 г, из них на долю кальция приходится 77 %.

Почвенные образцы отбирали ежегодно весной и осенью до глубины 100 см через каждые 20 см. Содержание валового фосфора определяли по Гинзбург (ГОСТ 26261-84), легкодоступного (степень подвижности I) - по Карпинскому, Замятиной [9], подвижного фосфора (фосфатная ёмкость Q) - по Чирикову (ГОСТ 26204-91); фракционный состав минеральных фосфатов - по Гинзбург, Лебедевой [10]. Статистическая обработка данных проведена с помощью корреляционного анализа по Пирсону в пакете программ SNEDEKOR [11].

Результаты исследований

Основным источником фосфорного питания растений в начальный период их роста и развития служит его легкодоступная форма (степень подвижности фосфора по Карпинскому, Замятиной; фосфатный уровень - I), а впоследствии - подвижная (фосфатная ёмкость по Чирикову - 0) [12].

Исходное содержание легкодоступного фосфора (по Карпинскому, Замятиной, I) в пахотном слое чернозёма выщелоченного варьировало в интервале «среднее - повышенное» и было близко к оптимальному уровню - 1 мг Р₂О₅/кг - повышенная обеспеченность для зерновых культур (рис. 1). В профиле почвы оно имело высокую прямую связь с содержанием (г = 0,879) и запасами нитратного азота (г = 0,846) и подвижного фосфора (г = 0,835). К осени 2006 г., несмотря на вынос фосфора урожаем, его содержание в почве возрастало на 28,3 % при локальном и практически не изменялось при разбросном способе внесения удобрений и прямо зависело от запасов продуктивной влаги (г = 0,928 и г = 0,847). При рядковом внесении удобрений, за счёт выноса фосфора большей урожайностью пшеницы, степень его подвижности уменьшалась на 22,2 % и имела прямую связь с запасами продуктивной влаги (г = 0,896) и величиной урожайности. В контроле (без удобрений) количество легкодоступного фосфора уменьшалось на 87,5 % по сравнению с исходным уровнем, имело достоверную связь с запасами продуктивной влаги (г = 0,818), соответствуя очень низкой обеспеченности. При систематическом внесении удобрений в течение трех лет связи между элементами питания ослабевали при разбросном и локальном внесении удобрений и сохранялись при рядковом. Содержание легкодоступного фосфора в слое почвы 0-20 см при всех способах внесения удобрений было очень низким и достоверно коррелировало с запасами продуктивной влаги (г = 0,896, г = 1,000 и г = 0,893), с содержанием (г = 0,968, г = 0,900 и г = 0,943) и запасами (г = 0,954, г = 0,857 и г = 0,919) нитратного азота. Кроме того, при рядковом внесении удобрений достоверно возрастала связь степени подвижности фосфора с количеством (г = 0,855) и запасами (г = 0,815) обменного калия. Связь легкодоступного и подвижного фосфора (по Чирикову) отсутствовала. Удобрения при всех способах внесения не компенсировали вынос легкодоступного фосфора пшеницей, его содержание в пахотном слое уменьшалось в ряду: рядковый - локальный - разбросной и соответствовало низкой обеспеченности фосфором.

По мере развития корневой системы зерновых, на более поздних стадиях их роста, особое значение в питании приобретает кислоторастворимый, или подвижный, фосфор (по Чирикову, 0). Его исходное содержание в пахотном слое варьировало в пределах «среднее - повышенное» и имело высокие прямые достоверные связи со всеми элементами эффективного плодородия, кроме легкодоступного фосфора, и было близким к оптимальному уровню для зерновых культур - 150 мг Р₂О₅/кг (рис. 1).

Рис. 1. Динамика легкодоступного (I) и подвижного фосфора (0) в пахотном слое чернозёма выщелоченного при разных способах внесения удобрений

К осени 2006 г. его количество в почве увеличивалось в 1,6 раза в варианте с локальным внесением, усиливая взаимосвязи элементов питания в почве. В вариантах с разбросным и рядковым внесением удобрений оно возрастало примерно одинаково, а связи между элементами питания ослабевали. В контроле, несмотря на вынос фосфора урожаем, его содержание из-за высокой минерализации фосфора почвы не изменялось. Подвижный фосфор в почве по-прежнему имел высокие прямые связи со всеми элементами питания, кроме легкодоступного фосфора.

Наибольшее увеличение содержания подвижного фосфора к его исходному уровню в пахотном слое почвы в течение трех лет получено при локальном внесении удобрений (68 % к исходному содержанию). В слое почвы 0-40 см наибольшее повышение подвижного фосфора (на 17,6 %) обеспечивал рядковый способ внесения удобрений. Связь подвижного фосфора при всех способах внесения удобрений была достоверной только с нитратным азотом (г = 0,818, г = 0,880 и г = 0,836 соответственно).Установлено, что в почвах Новосибирского Приобья метод Чирикова в опытах с удобрениями слабо отражает потребность растений в фосфоре Это объясняет слабую связь или её отсутствие между легкодоступным и подвижным фосфором в чернозёмах выщелоченных в данных исследованиях. Границы шкал обеспеченности подвижным фосфором растений по методу Чирикова, используемые до сих пор государственной агрохимслужбой, не отражают особенностей фосфатного режима почв, в частности чернозёмов Западной Сибири, и требуют корректировки, которая делалась и делается исследователями, а полученные ими шкалы следует использовать для диагностики фосфорного питания зерновых [6, 12-15]. Для оценки обеспеченности растений доступным фосфором и оперативной диагностики их питания, прежде всего, следует использовать метод Карпинского, Замятиной.

Основная часть минеральных фосфатов чернозёмов выщелоченных представлена труднорастворимыми фосфатами апатитовой фракции (Са - Р₃) - 79,2 %, а остальная часть - фосфатами разной степени подвижности, в том числе 14,6 % - доступные группы (сумма первых трёх фракций), что согласуется с данными других исследователей [16] (таблица).

Изменение фракционного состава минеральных фосфатов чернозёма выщелоченного при разных способах внесения удобрений, мг Р₂О₅/100 г (2006-2008 гг.)

Трехлетнее использование чернозёма выщелоченного при возделывании пшеницы без удобрений незначительно уменьшало сумму минеральных фосфатов. При этом оно усиливало минерализацию фосфора почвы, увеличивая на 44,8 % количество фосфатов активных фракций за счёт повышения подвижности фосфатов апатитовой группы. На долю фосфатов активных фракций приходилось 22,2 %, а апатитовой фракции - 70,6 % (см. таблицу, рис. 2). При внесении удобрений наибольшее количество минеральных фосфатов в пахотном слое отмечено при разбросном способе, в основном за счёт фосфатов Fe-P и Са-Р₃. При этом соотношение активных фосфатов (21,7 % от суммы) и фосфатов апатитовой фракции (71,4 % от суммы) практически не изменялось.

Рис. 2. Изменение соотношения групп минеральных фосфатов в слое 0-20 см чернозёма выщелоченного при разных способах внесения удобрений, %

Удобрения, внесённые в рядки с семенами при посеве, не влияли на общее содержание минеральных фосфатов в пахотном слое почвы, но уменьшали на 12 % количество их активных фракций за счёт выноса пшеницей и перехода в менее доступные для растений формы - Fe-P и Са-Р₃. На долю активных фосфатов и апатитовой фракции здесь приходилось 18,8, и 71,4 % соответственно. При локальном внесении удобрений содержание минеральных фосфатов в пахотном слое значительно уменьшалось только за счёт активных фракций (на 31 %) и не изменялось в подпахотном. На долю активных фосфатов и апатитовой фракции в пахотном слое приходилось 16,4 и 75,8 % соответственно. В подпахотном слое заметное накопление минеральных фосфатов и их активных фракций в том числе (на 9,4 и 17,5 % соответственно) происходило только при рядковом внесении удобрений (см. таблицу).

Выводы

1. Чернозёмы выщелоченные северной лесостепи Приобья имеют низкое содержание фосфора в легкодоступной форме (I), которое прямо связано с запасами продуктивной влаги и нитратным азотом. Удобрения при всех способах внесения не компенсировали вынос этой формы фосфора пшеницей, а его содержание в пахотном слое уменьшалось в ряду: рядковый - локальный - разбросной.

2. Содержание подвижного фосфора (Q) в чернозёмах выщелоченных - высокое, имеет слабую связь с легкодоступным фосфором (I) и не отражает реальной потребности растений в фосфоре. Поэтому для диагностики фосфорного питания растений по методу Чирикова на чернозёмах Новосибирского Приобья следует использовать откорректированные шкалы обеспеченности, а для оперативной диагностики - метод Карпинского, Замятиной.

3. Возделывание пшеницы без удобрений усиливает минерализацию фосфора почвы, уменьшая содержание минеральных фосфатов и увеличивая в их составе долю активных фракций (сумма первых трёх фракций) за счёт повышения растворимости фосфатов апатитовой группы.

Ежегодное внесение удобрений в дозе К₃₅Р₄₂К₃₀ в рядки при посеве с семенами, несмотря на вынос фосфора пшеницей, устойчиво поддерживает содержание минеральных фосфатов в пахотном и увеличивает его в подпахотном слое почвы, обеспечивая урожайность 25-28 ц/га при минимальных материальных затратах на её получение.

урожайность удобрение фосфатный

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК

1. Державин Л.М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. - М.: Колос, 1992.- 272 с.

2. Способы внесения минеральных удобрений под яровую пшеницу в Сибири: рекомендации / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим.- Новосибирск, 1991.- 40 с.Пашкович Н. К., Пасашникова Л. В., Класс М. Г. Эффективность рядкового внесения фосфорных удобрений под яровую пшеницу в зависимости от позиционного расположения туков // Науч.-техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим.- Новосибирск, 1989.- Вып. 5.- С. 21-25.

3. Кочергин А.Е. Фосфатный фонд почв и его доступность растениям // Почвы Западной Сибири и повышение их плодородия.- Омск: ОмскСХИ, 1984.- С. 12-19.

4. Антонова О.И. Формы фосфора в почвах Алтайского края // Фосфор в почвах Сибири: сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние.- Новосибирск, 1983.- С. 21-31.

5. Антипина Л.П. Фосфор в почвах Сибири: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук.- Омск, 1991.- 32 с.

6. Чумаченко И.Н., Сушеница Б. А. Фосфор и воспроизводство плодородия почв // Агрохим. вестн.- 2001.- № 1.- С. 28-31.

7. Христенко А.А. Проблема изучения фосфатного состояния почв // Агрохимия.- 2001.- № 6.- С.89-95.

8. Карпинский Н.П., Замятина В.Б. Фосфатный уровень почвы // Почвоведение.- 1958.- № 11.-

С.27.

9. Гинзбург К.Е., Лебедева Л.С. Методика определения минеральных форм фосфора в почвах // Агрохимия.- 1971.- № 1.- С. 125-135.

10. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере.- 2-е изд.- Новосибирск: ГУП РПО СО РАСХН, 2009.- 222 с.

11. Кушниренко Ю.Д., Федорова А.К. Оценка методов определения подвижных фосфатов в выщелоченных чернозёмах Южного Урала // Оценка условий фосфорного питания зерновых культур: Науч.-техн. бюл. /ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим.- 1988.- Вып. 6.- С. 3-16.

12. Берхин Ю. И., Чагина Е. Г., Янцен Е. Д. Проблема диагностики фосфорного питания в условиях интенсивного земледелия // Почвенно-агрохимические проблемы интенсификации земледелия: сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим.- Новосибирск, 1989.- С. 128-137.

13. Аверкина С.С., Синещеков В.Е., Ткаченко Г.И. Оценка методов определения фосфатов в чернозёмах Новосибирской области // Сиб. вестн. с.- х. науки.- 2011.- № 11-12.- С. 5-10.

14. Карпинский Н.П., Глазунова Н.М. Изменение степени подвижности почвенных фосфатов в длительных микрополевых опытах при внесении фосфорных удобрений // Агрохимия.- 1993.- № 3. - С.3-13.

15. Макарикова Р.П., Барсуков П.А. Изменение фракционного состава фосфора почв Сибири при систематическом применении удобрений // Сиб. экол. журн.- 1998.- № 6.- С. 525-529.

Размещено на Allbest.ru